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哪些因素影响二手(冷凝器)换热器中沸腾换热

作者:admin
发布时间:2022-10-09 12:50:09
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【摘要】:液体在相应压力下被加热到沸点,液体内部不断产生气泡的现象称为沸腾。由于气泡在传热壁上不断增大、分离并形成搅动,使受热壁上的液体不断被置换,可以加快壁的传热速度,因此换热器的传热膜系数更高比没有沸腾的时候。大大增加。沸腾可分为大容器沸腾(或池内沸腾)和强制对流沸腾(流动沸腾)。今天,我们主要介绍影响换热器中沸腾传热的因素。沸腾换热是换热现象中影响因素最多、最复杂的换热过程,实验关联式与实验点之间的离

液体在相应压力下被加热到沸点,液体内部不断产生气泡的现象称为沸腾。由于气泡在传热壁上不断增大、分离并形成搅动,使受热壁上的液体不断被置换,可以加快壁的传热速度,因此换热器的传热膜系数更高比没有沸腾的时候。大大增加。沸腾可分为大容器沸腾(或池沸腾)和强制对流沸腾(流动沸腾)。今天,我们主要介绍影响换热器中沸腾传热的因素。

沸腾换热是换热现象中影响因素最多、最复杂的换热过程,实验关联式与实验点之间的离散度、不同实验关联式之间的偏差也相当大。其影响因素主要有:

1)不凝性气体

与膜状冷凝不同,溶解于液体中的不凝性气体会使沸腾换热得到某种强化。这是因为,随着工作液体温度的升高,不凝性气体会从液体中逸出,使壁面附近的凹坑得以活化,成为气泡的胚芽,从而使q-∆t沸腾曲线,向着∆t减小的方向移动,即在相同的∆t下产生更高的热流密度,强化了换热。但对处于稳定运行下的沸腾换热设备来说,除非不断地向工作液体注入不凝性气体,否则它们一经逸出,也就起不到强化作用了。

2)过冷度

如果在池沸腾中流体主要部分的温度低于相应压力下的饱和温度,则这种沸腾称为过冷沸腾。对于池沸腾,除了在泡核沸腾起始点附近区域外,过冷度对沸腾换热的强度并无影响。在泡核沸腾的起始段,自然对流的机理还占相当大的比例,因而过冷会使该区域的换热有所增强。

3)液位高度

在池沸腾中,当传热面上的液位足够高时,沸腾换热表面传热膜系数与液位高度无关。但当液位降到一定值时,沸腾换热的表面传热膜系数会明显地随液位的降低而升高。这一特定的液位值称为临界液位。对于常压下的水,其值约为5mm。低液位沸腾在热管及电子器件冷却中有重要的作用。

4)重力加速度

随着航空航天技术的发展,超重力和微重力情况下的传热规律的研究在近几十年中得到很大的发展。关于重力场对沸腾换热的影响,现有的研究成果表明,在很大的变化范围内重力加速度几乎对泡核沸腾的换热规律没有影响(重力加速度从0.10 m/s2一直到100×9.8 m/s2)。但重力加速度对液体自然对流有显著的影响(自然对流随重力加速度的增加而强化)。在零重力场(或接近于零重力场)的情况下,沸腾换热的规律还研究得不够。


沸腾换热强化管表面结构


5)沸腾表面的结构

对沸腾换热,沸腾表面上的微小凹坑最容易产生汽化核心,近几十年来强化沸腾换热的研究主要是研究沸腾强化表面。现已经开发出两类增加表面凹坑的方法:a.用烧结、钎焊、火焰喷涂、电离沉积等物理与化学的方法在换热表面上形成一层多孔结构;b.采用机械加工方法在换热管表面上造成一层多孔结构,图1给出了几种典型的结构。这种强化表面的换热强度与光滑管相比,通常要高出一个数量级,已经在制冷、化工等部门得到广泛应用。

 

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